具有模块化电动炉的焊剂涂覆器制造技术

焊剂涂覆器包括足够大并且预接线容纳多个熔合位置的单个宽的炉外壳。该炉包括限定炉的实际绝热体积的至少一个可移动的隔离物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有模块化电动炉的焊剂涂覆器相关案例声明本案要求2015年4月16日提交的美国专利申请S.N.62/148,229的优先权，其并入本文作为参考。
本专利技术一般涉及通过熔合制备无机样品，更具体地说涉及这样做的系统和方法。
技术介绍
通过诸如X射线荧光(XRF)、电感耦合等离子体(ICP)、原子吸收(AA)的分析技术分析无机样品，需要在分析前特别制备样品。样品通常必须是以均匀的、固体的、光滑表面形状的形式存在，例如盘或珠的形式。在这种形式下，样品不会显示矿物学、晶粒尺寸或定向效应，否则可能会导致分析结果的偏差。称为“熔合”的方法可用于制备XRF、ICP和AA的样品。在熔合过程中，将粉末样品溶解在溶剂中，通常为硼酸锂焊剂。焊剂在室温下是固体，因此必须液化，这通常在高温(约900-1000℃)下发生。由于所需的高温，熔合过程在加热器/炉/燃烧器中进行。该过程的能量由气体(即气体燃烧器)或电力(即电加热器或炉)供应。电动炉可以是电感或电阻的。用较大的外壳来容纳加热器或炉子以及其它控制电路等；该组合通常被称为“焊剂涂覆器”。“铂金制品”(platinumware)支架包括“坩埚支架”和“模具支架”或“模具架”，与焊剂涂覆器一起使用。绰号“铂金制品”源于这样一个事实，即坩埚和模具通常由铂金制成。图1和图2分别描绘了现有技术的坩埚支架100和模具架200，如在获取自加拿大魁北克的Katanax,Inc.的一些电阻加热炉中使用的那些。铂金制品支架布置为在电机/致动器的控制下进出热区(即炉或燃烧器火焰)。坩埚支架100能够支撑多个坩埚112。在所示的实施例中，坩埚支架100设计成容纳五个坩埚112。如图1所示，坩埚支架100包括如所示的布置和相互关联的支撑梁102，间隔件104，保持梁106，托架108和端轴110。模具架200能够支撑多个模具224，其通常与坩埚支架中的坩埚112的数量一致。模具架200包括如所示的布置和相互关联的支撑梁214，模具保持器216，间隔件218，托架220和端部支撑件222。在使用中，坩埚支架100设置在模具支架200的上方。坩埚支架经支撑可以围绕其纵向轴线(即与两个端轴110对准的轴线)旋转。将坩埚112和模具224处于成彼此对准，使得从每个坩埚112倾倒的热溶液被相应的模具224接收。为了开始熔合过程，将焊剂和样品沉积到坩埚112中，然后将其移入炉腔中以开始熔合过程。参见，例如，http://www.katanax.com/cgi/show.cgiPproducts/K2prime/K2primevideo.hen.html。在焊剂液化后，并且在样品完全溶解之后，将坩埚中的熔合溶液倒入板状铂金模具中。冷却产生小的、均匀的玻璃状样品盘或珠，现在适合进行分析。焊剂的所需产量当然会随客户/实验室/场地(以下统称为“站点”)的改变而变化。并且给定站点的要求可能会随时间而改变。特别是随着熔合技术的日益普及，站点很可能会看到他们的熔合需求随着时间的推移而增加。虽然一些燃气焊剂涂覆器经设计成具有较大的套管以容纳可变数量的燃烧器，但是没有电焊剂涂覆器提供这种灵活性。特别地，在设计气体焊剂涂覆器时，相对容易地提供具有多个气体输出的歧管，每个气体输出能够用作熔合位置。为了减少熔合位置的数量，气体输出中的一个或多个被封盖或堵塞。为了增加熔化位置的数量，将一个或多个燃烧器耦合到气体输出。燃烧器通常彼此放置得相当近，因此即使许多熔合位置保持不用，也没有太多的成本来提供大容量的潜力。电焊剂涂覆器的剩余产能问题更为复杂。如果建造了大型炉子，所有的加热元件都必须运行以提供必要的加热，即使只有少数样品正在被处理也是如此，从而留有剩余产能。或者，焊剂涂覆器可以设计成容纳彼此相邻布置的几个单独的炉。但是，由于每个炉子需要几英寸的绝热，当并排放置时，(绝热)侧壁的厚度将焊剂涂覆器扩大到不可接受的尺寸。为了满足日益增长的熔合需求，尽可能快地进行熔合过程是有利的。这意味着焊剂涂覆器的温度响应；也就是说，能够改变温度并在温度目标下稳定的相对速度。尽管具有许多益处，但是典型的电焊剂涂覆器的能感知到的缺点是它的温度不能像气体焊剂涂覆器的温度那样快地变化。因此，需要一种电焊剂涂覆器，其可以适应熔合位置数量(即每次运行可以容纳的同步样品的数量)的增加。这将使得能够增加初始适度的产量，而无需购买新的焊剂涂覆器。此外，需要具有提升的温度响应性的电焊剂涂覆器，这将加速熔合过程，从而提高产量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种解决电焊剂涂覆器的上述缺点的方法。本专利技术的说明性实施例是具有模块化电“熔合”炉的焊剂涂覆器。根据本教导的焊剂涂覆器包括足够大并且预接线以容纳多个熔合位置的单个宽的炉壳。该炉包括至少一个可移动的绝热隔离物，其限定炉的实际绝热体积(即炉腔)。在说明性实施例中，炉容纳最多三个熔合位置，并且包括两个可移动的绝热隔离物。如本公开和所附权利要求中所使用的术语“绝热”及其变形形式是指热隔离(thermallyinsulated)的。隔离物可以位于四个不同的位置(即在炉壳的任一端处的一个位置和将外壳分成三分之一的两个中间位置)。三个加热元件跨过炉的顶部横跨炉壳的中间三分之一而放置(即中心熔合位置)。在两个中间位置的每一个处放置一个可移动的隔离物限定了小的加热炉腔，其覆盖炉壳的中间三分之一。这提供了单个熔合位置。将一个隔离物从中间位置移动到炉壳的最近端扩大了绝热腔体，以包含两个熔合位置。并且移动两个隔离物，每一个分别到炉壳的相对端将绝热体积扩大到炉壳的全尺寸，以容纳三个熔合位置。因此，通过可移动的绝热隔离物，产生可变尺寸的炉腔。超过单个熔合位置的绝热腔体的每个放大都需要额外的部件。在说明性实施例中，对于每个附加的熔合位置，添加两个加热元件、坩埚支架组件和模具支架组件(除其它部分之外)。如本文所公开的，使用可移动的绝热隔离物，与具有其自己的绝热壁的多个单一位置的炉腔彼此相邻设置的情况相比，可以显着地减少炉壳的长度。本文所公开的炉在其他方面也不同于传统的电炉。例如，在一些实施例中，与常规电炉设计相比，本文所公开的炉具有减小的壁厚度。减少炉腔绝热壁的厚度提高了温度响应性，因为炉壳的质量较小使得加热和冷却更加快速。至少在理论上，壁厚可以降低到接近零，只要加热元件具有足够的功率将坩埚保持在所需温度。相反，绝热越多，维持恒温所需的功率越小。此外，减小炉壁厚度导致较大的炉腔(对于具有相同外部尺寸的外壳)。绝热体的厚度最终是功率需求(即可接受的程度)和温度响应性之间的权衡。作为比较，用于焊剂涂覆器的常规电炉的壁厚通常为约4英寸。在说明性实施例中，所有壁/可移动隔离物的厚度小于2英寸。例如，在一些实施例中，炉的顶壁的厚度为1.75英寸，所有其它绝热壁和可移动隔离物的厚度为1英寸。根据一些实施例，改变焊剂涂覆器的某些其它方面以减少来自炉的相对较薄壁的热量损失的影响。一个改变是将炉的开口重新定位到其底部；在常规设计中，开口位于炉的侧面。此外，炉子装有可移动的门。在炉门打开的程度上，开口处于底部的事实有助于将加热的空气保持在其中(由于热空气升高)。并且结合机械地独立于焊剂涂覆器的外门/防护罩(safetyshield)的炉门使炉能够在坩埚装载、倾倒和冷却操作期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊剂涂覆器，其包括：具有炉腔的模块化电动炉，其特征在于，由于炉内存在被移动以确定炉腔的长度的至少一个可移动的绝热隔离物，炉腔的长度是可变的；以及铂金制品组件，其中铂金制品组件包括摇摆模块和铂金制品的一个或多个实例，每个实例包括坩埚支架和模具支架，其中实例的数量决定至少一个可移动的隔离物的放置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.16 US 62/148,2291.一种焊剂涂覆器，其包括：具有炉腔的模块化电动炉，其特征在于，由于炉内存在被移动以确定炉腔的长度的至少一个可移动的绝热隔离物，炉腔的长度是可变的；以及铂金制品组件，其中铂金制品组件包括摇摆模块和铂金制品的一个或多个实例，每个实例包括坩埚支架和模具支架，其中实例的数量决定至少一个可移动的隔离物的放置。2.根据权利要求1所述的焊剂涂覆器，其中坩埚支架的特征在于相对于接收的坩埚的固定几何结构。3.根据权利要求1或2所述的焊剂涂覆器，其中坩埚支架包括箍、上部保持器和下部保持器。4.根据权利要求1-3中任一项所述的焊剂涂覆器，还包括在装载位置和加热位置之间以非线性路径移动铂金制品组件的机构，在装载位置，一个或多个坩埚和模具被装载到相应的坩埚支架和模具支架中，加热位置位于模块化电动炉内。5.根据权利要求1-4中任一项所述的焊剂涂覆器，其中焊剂涂覆器还包括：防护罩，其控制对焊剂涂覆器内部的进入；以及用于控制进入模块化电动炉的内部的自动操作的绝热门，其中防护罩可独立于绝热门操作，使得在进入焊剂涂覆器内部时模块化电动炉可以保持关闭。6.根据权利要求1-5中任一项所述的焊剂涂覆器，其中炉腔进一步部分地由后壁和至少一个可移动的隔离物限定，其中后壁具有限定炉腔的最大长度的长度并且包括多个间隔开的开口，每个开口的尺寸和布置使铂金制品能够延伸通过后壁并进入熔合炉，每个这样的开口由此限定潜在的熔合位置，其中沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·博伊文，P·E·勒梅，A·菲亚拉，M·伯尼尔，
申请(专利权)人：斯派克斯桑普尔普列普有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US